一种石墨烯‑聚氨酯弹性体的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种石墨烯‑聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：石墨烯粉体制备；将聚酯多元醇、异氰酸酯和丁二醇三种原料混合，得到混合物A；将催化剂、抗氧化剂、润滑剂、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀，得到混合物B；将混合物A和混合物B混合后固化成板片，随后将板片切粒与石墨烯粉体和偶联剂共混反应的到墨烯‑聚氨酯弹性体。本发明专利技术在利用偶联剂分别与聚氨酯和石墨烯表面活性基团的反应，将石墨烯掺杂在聚氨酯弹性体内，因为石墨烯本身具有超轻、高强度、高耐磨等性能，进而提高了石墨烯‑聚氨酯弹性体材料的强度和耐磨性。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯-聚氨酯弹性体的制备方法
本专利技术涉及纳米石墨烯材料掺杂聚氨酯弹性体领域，具体涉及一种石墨烯-聚氨酯弹性体的制备方法。
技术介绍
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)不仅具有交联性聚氨酯的高强度、高耐磨等橡胶特性，而且具备线性高分子材料的热塑性能，从而使其应用得以扩展到塑料领域。尤其是近几十年，TPU已经成为发展最快的高分子材料之一。热塑性聚氨酯分子链中包含氨酯基(-NH-COO-)或异氰酸酯基(-NCO)的大分子化合物。聚氨酯胶膜具有较好的耐低温性、柔韧性和粘附性，但是耐水性和耐高温性较差。聚氨酯胶膜具有环保、安全、无毒、耐寒、耐屈挠、涂层耐酸碱、成膜性好，粘结牢，透气性好等优点，广泛应用于皮革领域。但是，相对真皮材质，聚氨酯材料耐磨性较差，比较容易磨破，影响产品美观。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石墨烯-聚氨酯弹性体的制备方法，用以解决现有技术中的聚氨酯用于皮革领域耐磨性较差的问题。本专利技术提供了一种石墨烯-聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：(1)将天然石墨与酸性溶液混合搅拌，先后加入催化剂和膨胀插层剂，搅拌5～10min后，室温静置反应5min～1h，得到石墨烯前驱体；将石墨烯前驱体用水多次冲洗，然后置于超声波中超声剥离5min～1h，得到石墨烯分散液；将石墨烯分散液离心处理，得到初级石墨烯，将初级石墨烯水洗多次，随后进行原位冷冻干燥，出去水分后得到石墨烯粉体；(2)将聚酯多元醇、异氰酸酯和丁二醇三种原料混合，得到混合物A；(3)将催化剂、抗氧化剂、润滑剂、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀，得到混合物B；(4)分别将一定量的混合物A和混合物B打入混合头，高速旋转的转子将其混合均匀后注在输送带上，物料通过烘道固化成板片；(5)将步骤(4)多的板片切粒后和步骤(1)所得石墨烯粉体按一定比例加入混炼机，随后加入一定量的偶联剂，进行混合反应，得到石墨烯-聚氨酯弹性体。进一步的，所述催化剂为钛酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸丙酯、钛酸丁酯中的一种或几种的混合物。进一步的，所述抗氧化剂选自下述物质中的一种或几种：2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四[β-(3，5–二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯。进一步的，所述润滑剂为硬脂酸酰胺和/或油酸酰胺。进一步的，所述偶联剂包括有机络合物、硅烷类、钛酸酯类、铝酸化合物中的一种或几种。采用上述本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术在利用偶联剂分别与聚氨酯和石墨烯表面活性基团的反应，将石墨烯掺杂在聚氨酯弹性体内，因为石墨烯本身具有超轻、高强度、高耐磨等性能，进而提高了石墨烯-聚氨酯弹性体材料的强度和耐磨性，同时复合材料具有抗静电、抗菌和防臭等优良特性，本专利技术方法操作简便，可大规模生产。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例1石墨烯-聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：(1)将天然石墨与酸性溶液混合搅拌，先后加入催化剂和膨胀插层剂，搅拌5～10min后，室温静置反应1h，得到石墨烯前驱体；将石墨烯前驱体用水多次冲洗，然后置于超声波中超声剥离1h，得到石墨烯分散液；将石墨烯分散液离心处理，得到初级石墨烯，将初级石墨烯水洗多次，随后进行原位冷冻干燥，出去水分后得到石墨烯粉体；(2)将聚酯多元醇、异氰酸酯和丁二醇三种原料混合，得到混合物A；(3)将钛酸甲酯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硬脂酸酰胺、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀，得到混合物B；(4)分别将一定量的混合物A和混合物B打入混合头，高速旋转的转子将其混合均匀后注在输送带上，物料通过烘道固化成板片；(5)将步骤(4)多的板片切粒后和步骤(1)所得石墨烯粉体按一定比例加入混炼机，随后加入一定量的有机络合物偶联剂，进行混合反应，得到石墨烯-聚氨酯弹性体。实施例2石墨烯-聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：(1)将天然石墨与酸性溶液混合搅拌，先后加入催化剂和膨胀插层剂，搅拌5～10min后，室温静置反应1h，得到石墨烯前驱体；将石墨烯前驱体用水多次冲洗，然后置于超声波中超声剥离1h，得到石墨烯分散液；将石墨烯分散液离心处理，得到初级石墨烯，将初级石墨烯水洗多次，随后进行原位冷冻干燥，出去水分后得到石墨烯粉体；(2)将聚酯多元醇、异氰酸酯和丁二醇三种原料混合，得到混合物A；(3)将钛酸丁酯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硬脂酸酰胺和油酸酰胺的混合物、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀，得到混合物B；(4)分别将一定量的混合物A和混合物B打入混合头，高速旋转的转子将其混合均匀后注在输送带上，物料通过烘道固化成板片；(5)将步骤(4)多的板片切粒后和步骤(1)所得石墨烯粉体按一定比例加入混炼机，随后加入一定量的硅烷类偶联剂，进行混合反应，得到石墨烯-聚氨酯弹性体。实施例3石墨烯-聚氨酯弹性体的制备方法，包括如下步骤：(1)将天然石墨与酸性溶液混合搅拌，先后加入催化剂和膨胀插层剂，搅拌5～10min后，室温静置反应1h，得到石墨烯前驱体；将石墨烯前驱体用水多次冲洗，然后置于超声波中超声剥离1h，得到石墨烯分散液；将石墨烯分散液离心处理，得到初级石墨烯，将初级石墨烯水洗多次，随后进行原位冷冻干燥，出去水分后得到石墨烯粉体；(2)将聚酯多元醇、异氰酸酯和丁二醇三种原料混合，得到混合物A；(3)将钛酸丁酯、四[β-(3，5–二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、油酸酰胺的混合物、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀，得到混合物B；(4)分别将一定量的混合物A和混合物B打入混合头，高速旋转的转子将其混合均匀后注在输送带上，物料通过烘道固化成板片；(5)将步骤(4)多的板片切粒后和步骤(1)所得石墨烯粉体按一定比例加入混炼机，随后加入一定量的钛酸酯类偶联剂，进行混合反应，得到石墨烯-聚氨酯弹性体。实施例1-3的性能测试结果如下，以下据根据GB21148-2007中方法检测得到：磨耗量(mm3)表面电阻率(Ω·cm)实施例116.871.38×108实施例215.461.23×108实施例317.351.47×108综上，本专利技术在利用偶联剂分别与聚氨酯和石墨烯表面活性基团的反应，将石墨烯掺杂在聚氨酯弹性体内，因为石墨烯本身具有超轻、高强度、高耐磨等性能，进而提高了石墨烯-聚氨酯弹性体材料的强度和耐磨性，同时复合材料具有抗静电、抗菌和防臭等优良特性，本专利技术方法操作简便，可大规模生产。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯‑聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将天然石墨与酸性溶液混合搅拌，先后加入催化剂和膨胀插层剂，搅拌5～10min后，室温静置反应5min～1h，得到石墨烯前驱体；将石墨烯前驱体用水多次冲洗，然后置于超声波中超声剥离5min～1h，得到石墨烯分散液；将石墨烯分散液离心处理，得到初级石墨烯，将初级石墨烯水洗多次，随后进行原位冷冻干燥，出去水分后得到石墨烯粉体；(2)将聚酯多元醇、异氰酸酯和丁二醇三种原料混合，得到混合物A；(3)将催化剂、抗氧化剂、润滑剂、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀，得到混合物B；(4)分别将一定量的混合物A和混合物B打入混合头，高速旋转的转子将其混合均匀后注在输送带上，物料通过烘道固化成板片；(5)将步骤(4)多的板片切粒后和步骤(1)所得石墨烯粉体按一定比例加入混炼机，随后加入一定量的偶联剂，进行混合反应，得到石墨烯‑聚氨酯弹性体。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯-聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将天然石墨与酸性溶液混合搅拌，先后加入催化剂和膨胀插层剂，搅拌5～10min后，室温静置反应5min～1h，得到石墨烯前驱体；将石墨烯前驱体用水多次冲洗，然后置于超声波中超声剥离5min～1h，得到石墨烯分散液；将石墨烯分散液离心处理，得到初级石墨烯，将初级石墨烯水洗多次，随后进行原位冷冻干燥，出去水分后得到石墨烯粉体；(2)将聚酯多元醇、异氰酸酯和丁二醇三种原料混合，得到混合物A；(3)将催化剂、抗氧化剂、润滑剂、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀，得到混合物B；(4)分别将一定量的混合物A和混合物B打入混合头，高速旋转的转子将其混合均匀后注在输送带上，物料通过烘道固化成板片；(5)将步骤(4)多的板片切粒后和步骤(1)所得石墨烯粉体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天珍，
申请(专利权)人：六安永吉纳米材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34